本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
此前，我曾撰文探討未來智慧電網的潛力，在這樣的電網中，配備太陽能電池板和電池的住宅智慧互聯，形成更清潔、更強大的分散式電力系統。雖然我們距離成熟的智慧電網還很遙遠，但近年來分散式儲能的應用範圍越來越廣。如今，德國已經擁有超過 7,000 個家用太陽能加儲能系統，一些分析師認為，一旦特斯拉備受矚目的電池“超級工廠”開始大規模生產，美國也可能出現類似的增長。
隨著家用電池系統的興起，值得思考的是，未來經濟因素將如何影響配備儲能裝置的智慧電網的發展。以德國和美國的太陽能電價為例。
在德國，輸送到電網的太陽能以設定的“上網電價”支付，這是一種由政府制定的固定能源價格，旨在促進太陽能的普及。如今，上網電價的範圍約為每千瓦時 13 至 14 歐分——遠低於德國典型的住宅電價，即每千瓦時約 22 至 29 歐分。
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這兩種價格之間的差異創造了一種激勵機制，鼓勵在太陽能輸送到電網之前進行儲存。如果太陽能電力被儲存並在家中使用，它可以抵消購買電網電力，代價是不收取太陽能上網電價。目前，這兩種價格之間的差異相當於每千瓦時太陽能從電網轉移到電池的淨收益為 10-15 歐分。
在美國，情況則不同。電力客戶產生的太陽能通常要麼採用“淨計量”，要麼按“太陽能價值”電價支付。在淨計量電價下，產生的太陽能基本上是使電錶倒轉，即其價值完全等同於零售電價。“太陽能價值”電價則根據太陽能的整體環境和系統效益計算費率進行支付。明尼蘇達州公共事業委員會（每千瓦時 14.5 美分）和奧斯汀市公用電力公司（每千瓦時 12.8 美分）計算的費率均超過零售電價。在這兩種太陽能電價下，經濟決策都是將太陽能電力直接輸送到電網，而不是將其儲存起來供日後在家中使用。
美國的家用電池系統並非用於儲存太陽能，而是旨在利用分時電價，即高峰時段用電收費更高。電池在夜間電價最便宜時儲存額外的電網電力，以抵消購買昂貴的高峰時段電力。
在美國電價體系下，儲能執行的效果是，家庭夜間使用更多的電網電力，減少高峰時段用電量，並且不儲存太陽能供家庭使用。任何時候，當太陽能發電量超過家庭能源需求時，多餘的電力都會被簡單地泵回電網，使家庭變成淨髮電方。
德國的能源獨立電價結構與美國的以電網為中心的結構之間的差異是微妙的，但在許多方面卻是決定性的。德國的公用事業電價激勵家庭儘可能減少與更廣泛電網的互動，鼓勵個人家庭更容易獨立執行的系統。美國的電價則激勵更多地在經濟上依賴電網，既可以儲存廉價的夜間能源，又可以出售多餘的太陽能。
這些電價之間的區別說明了未來智慧電網的不同願景：一種傾向於能源獨立，另一種傾向於依賴中央電網。哪種更可取？簡短的答案是：這取決於情況。未來幾年智慧電網將如何發展，肯定會很有趣。
圖片來源：Flickr 使用者 thetimchannel，地方自力更生研究所。